【正文】 求的PID參數(shù)。例如，用來作為軋鋼機、金屬切削機床等生產(chǎn)機械的拖動電動機。下面分別介紹定、轉(zhuǎn)子的主要部件。換向極的結(jié)構(gòu)與主磁極相似，由鐵心和勵磁繞組組成，如圖21所示。電刷的數(shù)目一般等于主磁極數(shù)目，各電刷在換向器表面的分布應(yīng)是等距的。對于電動機是將輸入的直流電流轉(zhuǎn)換為電樞繞組元件中的交變電流，產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。圖26中直線2為電樞電阻人工機械特性、直線3為改變電動機外加電壓人工機械特性、直線4為減小磁通的人工機械特性。綜上所述，根據(jù)名牌計算電動機固有機械特性的步驟是：根據(jù)UN、PN、IN按式（24）估算Ra；按式（22）計算CeΦN；求n0=UN/CeΦN；計算TemN=。 S7200的可靠性高，可以用梯形圖、語句表、和功能圖三種語言來編程。代碼編譯并被下載到PLC，程序注釋被忽略。（6）交叉引用表 交叉引用表列舉出程序中使用的各操作數(shù)在哪一個程序塊的哪一個網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)，以及使用它們的指令的助記符。執(zhí)行“PLC” —“類型”菜單命令，在出現(xiàn)的對話框中可選擇型號。（10）程序的下載、上載和清除 利用組態(tài)軟件可以進行人機對話，設(shè)計組態(tài)畫面時必須設(shè)計包括：監(jiān)控畫面，實時曲線，歷史曲線，參數(shù)設(shè)定，報表生成。?動畫連接要逼真的顯示系統(tǒng)的運行狀況，必須將圖素和數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)設(shè)定的相應(yīng)變量聯(lián)系起來，即讓畫面“動”起來。?數(shù)據(jù)報表數(shù)據(jù)報表是反應(yīng)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進行記錄的一種重要形式。對于大批同一類型的變量，組態(tài)王還提供了可以快速成批定義變量的方法——即結(jié)構(gòu)變量的定義。 直流電動機的調(diào)速在生產(chǎn)實踐中，有許多生產(chǎn)機械根據(jù)工藝要求需要調(diào)節(jié)速度。 如何實現(xiàn)電機調(diào)速的靜態(tài)調(diào)速無靜差積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。分析本設(shè)計后決策使用的硬件有：開關(guān)、固態(tài)繼電器、整流裝置、光電編碼器、直流電機、西門子PLCS7200。考慮到實驗經(jīng)費等多方面因素，本次設(shè)計采用數(shù)字測速。（一）M法測速的原理在一定的時間Tc內(nèi)測取霍爾傳感器輸出的脈沖個數(shù)M1, 用以計算這段時間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速，稱作M法測速（如圖63所示）。（三）M法測速的誤差率在M法測速中，測速誤差決定于編碼器的制造精度，以及編碼器輸出脈沖前沿和測速時間采樣脈沖前沿不齊所造成的誤差等等，最多可能產(chǎn)生一個脈沖的誤差。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法，調(diào)節(jié)電阻R即可改變端電壓，達到調(diào)速目的，但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法效率低。最近幾年來，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展及單片機的廣泛應(yīng)用，使調(diào)速裝置向集成化、小型化和智能化方向發(fā)展。 S7200PLC實現(xiàn)直流電動機的PWM調(diào)速 S7200PLC的高速脈沖輸出指令S7200PLC的每個CPU有兩個PTO/PWM(脈沖列/脈沖寬度調(diào)制器)發(fā)生器，[3]。本次設(shè)計所使用的PLC,CPU型號為224，它有兩個模擬電位器,用特殊存儲器SMB28和SMB29來標志，分別對應(yīng)于模擬電位器0和模擬電位器1動觸電的位置（只讀），通過調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器就可以改變PWM波的脈寬?？梢杂孟率鰞煞N方法改變PWM波形的特性。如果改變了時間基準，不管PWM更新方式位的狀態(tài)如何，都會產(chǎn)生一個異步更新。中斷允許（ENI）指令 全局地允許所有被連接的中斷事件。高速計數(shù)器脫離主機的掃描周期而獨立計數(shù)，它可對脈寬小于主機掃描周期的高速脈沖準確計數(shù)。高速計數(shù)器（HSC）指令，根據(jù)有關(guān)特殊標志位來組態(tài)和控制高速計數(shù)器的工作，操作數(shù)N指定了高速計數(shù)器號（0～5）。表43 HSC的當前值和預(yù)置值要裝入的值HSC0HSC1HSC2新當前值SMD38SMD48SMD58新預(yù)置值SMD42SMD52SMD62為了向高速計數(shù)器裝入新的當前值和預(yù)置值，必須先設(shè)置控制字節(jié)，并把預(yù)置值和當前值存入特殊存儲器中，然后執(zhí)行HSC指令，才能將新的值傳送給高速計數(shù)器。它對應(yīng)于被控對象的執(zhí)行機構(gòu)（如調(diào)節(jié)閥）每次采樣時刻應(yīng)達到的位置，因此，式（42）稱為PID 位置控制算法。PID 指令回路表中的值進行下列動作，以保證當使能位正跳變出現(xiàn)時，從手動方式無擾動切換到自動方式：置給定值（ SPn）=過程變量（ PVn）置過程變量前值（PVn??1）=過程變量（PVn）置積分項前值（ MX ）=輸出值（ Mn）PID 使能位的默認值是1，在CPU 啟動或從STOP 方式轉(zhuǎn)到RUN 方式時建立。根據(jù)設(shè)計要求，可設(shè)計出如圖41的程序流程圖，按此進行PLC 編程，以此來控制水箱液位。梯形圖是使用的最多的PLC圖形編程語言，所以本次設(shè)計主要也采用梯形圖語言。觸點和線圈等組成的獨立電路稱為網(wǎng)絡(luò)（Network），用編程軟件生成的梯形圖和語句表程序中有網(wǎng)路編號，允許以網(wǎng)絡(luò)為單位，給梯形圖加注釋。表41 數(shù)據(jù)長度與數(shù)值數(shù)據(jù)長度無符號數(shù)（十六進制）有符號數(shù)（十六進制）B（8位）0～FFW（16位）0～FFFF8000～7FFFD（32位）0～FFFFFFFF80000000～7FFFFFFFR（32位）系統(tǒng)區(qū)用于存放有關(guān)PLC配置結(jié)構(gòu)的參數(shù)，如PLC主機及擴展模塊的I/O配置和編址、配置PLC地址、設(shè)置保護口令等。包括棧裝載與（ALD）指令，棧裝載或（OLD）指令，邏輯推入棧(LPS)指令，邏輯續(xù)棧(LRD)指令，邏輯彈出棧(LPP)指令和裝入堆棧(LDS)指令；取非觸點指令和空操作指令；取非觸點指令可用來改變能流的狀態(tài)，空操作（NOP N）不影響程序的執(zhí)行。比較指令實際上是一個比較觸點，比較觸點的兩個操作數(shù)（INT1,INT2）的數(shù)據(jù)類型可以是字節(jié)型（BYTE）、有符號整數(shù)（INT）、有符號雙字整數(shù)型（DINT）、實數(shù)型（REAL）。字符串指令包括求字符串長度指令，字符串復(fù)制、連接、搜索指令，從字符串中復(fù)制子字符串指令。中斷程序與中斷指令；高速計數(shù)器指令；高速脈沖輸出指令；時鐘指令和PID回路指令?；魻杺鞲衅靼央姍C轉(zhuǎn)速以脈沖的形式送給PLC高速計數(shù)器，經(jīng)過計算轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速，放入PLC字存儲器VW20（16位）中。表61列出了空載時顯示電路的轉(zhuǎn)速值與手持數(shù)字轉(zhuǎn)速表所測轉(zhuǎn)速值的比較，并且計算出了此測速軟件的精確度。本次論文中所編寫的控制系統(tǒng)的三大部分程序完成了最初的設(shè)計控制任務(wù)，并配合硬件電路，用所編程序?qū)崿F(xiàn)了S7200 PLC控制直流電機（DC 24V/100W）的PWM調(diào)速、轉(zhuǎn)速檢測與顯示的實際操作控制。直流電動機PWM調(diào)速，從本質(zhì)上講就是調(diào)電壓調(diào)速，通過改變PWM脈沖信號的脈沖寬度（即調(diào)節(jié)占空比），來改變達林頓管的通斷時間，從而來改變加在電動機兩端的電壓值。由于電動機存在“電樞反應(yīng)” ，所以在正、反轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速值不一樣。（一）測速軟件主程序流程圖 圖67 測速軟件主程序流程圖（二）測速軟件子程序中斷程序流程圖圖68 測速軟件子程序中斷程序流程圖，選用PLC內(nèi)部編號為0的高速計算器HSC0，使它工作在0模式下，設(shè)置它的計數(shù)方向為增計數(shù)，并且允許更新它的計數(shù)方向和當前值，設(shè)置高速計數(shù)器每20ms執(zhí)行一次中斷程序（），讀出高速計數(shù)器的數(shù)值后將其置0，并且把每次所讀的數(shù)據(jù)累加起來放入VD0中，在中斷程序中執(zhí)行到規(guī)定次數(shù)24次時，乘以一個修正系數(shù)12，根據(jù)M法測速原理就得到了電動機的轉(zhuǎn)速值，把這個值放入一個字存儲單元VW20中，等待掃描顯示。包括三角函數(shù)指令，自然對數(shù)和自然指數(shù)指令，平方根指令。表功能指令包括填表指令（ATT）和查表指令（FND）。因此，要格外注意操作數(shù)所選配數(shù)據(jù)類型應(yīng)與指令標識符相匹配，這一點對功能指令尤為突出。 S7200 PLC的編程指令S7200的基本指令多用于開關(guān)量邏輯控制，本節(jié)介紹梯形圖(LAD)指令， S7200的基本指令主要有以下幾種。存儲器區(qū)域 PLC的存儲器可分為程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)。在分析梯形圖中的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)垂直“電源線”之間有一個左正右負的直流電源電壓，有一個假想的“能流”。標準中有兩種圖形語言—梯形圖（LD）和功能塊圖（FBD），還有兩種文字語言—指令表（IL）和結(jié)構(gòu)文本（ST）。4）指定初始化子程序及中斷程序。當該使能位檢測到一個信號的正跳變（從0到1），PID 指令執(zhí)行一系列的動作，使PID 指令從手動方式無擾動地切換到自動方式。取T 為采樣周期，k 為采樣序號,k=0,1,2,…i,…k,因為采樣周期T 相對于信號變化周期是很小的，這樣可以用矩形法算面積，用向后差分代替微分，即于是式（41）可寫成 （42）式中 u(k) —采樣時刻k 時的輸出值；e(k) —采樣時刻k 時的偏差值；e（k1）—采樣時刻k1 時的偏差值。高速計數(shù)器指令在使用過程中，利用相關(guān)的特殊存儲器位可對高速計數(shù)器實施狀態(tài)監(jiān)視、組態(tài)動態(tài)參數(shù)、設(shè)置預(yù)置值和當前值等操作。在使用高速計數(shù)器之前必須使用HDEF指令來選定一種工作模式。部分中斷事件及其事件號如表52所示。包括中斷允許（ENI）指令、全局中斷禁止（DISI）指令、中斷連接（ATCH）指令、中斷分離（DTCH）指令、中斷返回（CRETI）指令。因襲建議選擇一個適用于所有周期時間的時間基準，使用同步PWM更新。當指定脈沖寬度大于周期值時，占空比為100%，輸出連續(xù)接通；當脈沖寬度為0時，占空比為0%，輸出斷開。脈沖寬度與脈沖周期之比成為占空比，脈沖列（PTO）功能提供周期與脈沖數(shù)目可以由用戶控制的占空比為50%的方波輸出。（6）直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。直流電動機轉(zhuǎn)速的控制方法可分為兩類，即勵磁控制法與電樞電壓控制法。從式（62）還可看出，要提高分辨率（即減小Q），必須增大Tc或Z。（4）E/T法：其原理是從T法出發(fā)，只是為了克服T法高速時的精度問題。對于要求精度高、調(diào)速范圍大的系統(tǒng)，一般采用數(shù)字測速。 如何實現(xiàn)電機調(diào)速 調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。常見的幾種調(diào)速方式：1他勵直流電動機的串電阻調(diào)速 2降低電樞供電電壓調(diào)速 3減弱磁通調(diào)速 如何實現(xiàn)電機啟動過程的準時間最優(yōu) 在設(shè)備物理上的允許條件下實現(xiàn)最短時間的控制稱作“時間最優(yōu)控制”，對于調(diào)速系統(tǒng)，在電動機允許過載能力限制下的恒流啟動，就是時間最優(yōu)控制。另一種是將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為脈沖信號, 然后用數(shù)字系統(tǒng)內(nèi)部的時鐘來對脈沖信號的頻率進行測量。所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。圖24 組態(tài)監(jiān)控畫面?趨勢曲線和其他曲線1）歷史趨勢曲線在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作畫面時，選擇菜單“圖庫＼打開圖庫”項，彈出“圖庫管理器”，單擊“圖庫管理器”中的“歷史曲線”，在圖庫窗口內(nèi)用鼠標左鍵雙擊歷史曲線（如果圖庫窗口不可見，請按F2 鍵激活它），然后圖庫窗口消失，鼠標在畫面中變?yōu)橹苯欠枴癌啊?，鼠標移動到畫面上適當位置，單擊左鍵，歷史曲線就復(fù)制到畫面上了。?圖素輸入利用組態(tài)王的圖庫繪制需要的圖素。（8）注釋與符號信息表 符號信息表列出了網(wǎng)絡(luò)中使用符號地址的有關(guān)信息，未顯示網(wǎng)絡(luò)注釋時可以在網(wǎng)絡(luò)的標題行輸入信息。圖23 操作步驟如下：（1）創(chuàng)建一個項目或打開一個已有的項目